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初中物理实验教学及学生创新能力培养

2021/10/29 阅读:

摘要:实验是初中物理教学的重点内容,在实验操作过程中可以培养学生的创新能力、动手实践能力,对学生物理知识的学习和理解具有积极的促进作用。教师在指导过程中应发挥物理实验在学生创新能力培养上的教育优势,做好物理实验教学与设计工作。本文从实验的操作性、集体性、趣味性、探究性、拓展性几个方面进行了分析,旨在提高学生的创新能力。希望此研究能够为广大物理教师提供一些借鉴和帮助,仅供参考。

关键词:初中物理;实验教学;创新;培养策略

初中物理实验教学在学生创新能力培养方面具有明显的优势,因此教师应注重实验设计,突出实验的引导性,帮助学生在实验教学中进行自主探索、求知,培养学生的创新意识,体现初中物理实验的教学价值,最大限度地帮助学生融入实验教学当中[1]。

一、突出实验操作性,开展创新操作

突出实验操作性就是让学生真正参与到实验当中,在实验中通过操作完成实验内容,在操作过程中进行创新实践,体现创新、创作的价值。实验操作性为学生的创新提供了更多的可能性,促使学生对实验内容的了解更加清晰,从而有效提升学生的创新操作意识,鼓励学生在操作过程中解决实际问题。结合初中物理实验教学的特性,教师在实验指导过程中应适当减少示范性实验操作,增加学生操作性实验,让学生真正参与到实验当中,通过具体操作去发现问题解决问题,通过问题解决培养学生的创新能力。受限于实验设备的限制,教师更偏于实验操作的示范性,即教师示范实验操作流程而不是学生操作。教师只是示范实验的过程以及容易出现的问题,而学生则将实验过程中的要点记录下来。这一过程中,学生看似完成了实验内容但是被动接受教师的指导而不是主动参与实验,不利于激发学生的创新意识。因此,教师应为学生实验实践提供必要的条件,通过协调资源和小组合作等多种方式为学生实践提供必要的机会,在实验操作过程中让学生亲身操作内容,在操作过程中践行实验的内容,了解实验的过程,了解实验中的易错问题发生原因,同时结合自身在操作中的问题进行分析,分析实验过程中出现的新问题、新内容,在实际物理操作过程中进行操作,用创新的方法解决实际问题,提升学生的创新意识[2]。初中物理实验教学中,教师要积极创造必要条件引导学生进行实际操作,在操作过程中既要根据教材实验记录内容实施,同时也要找出自身在实验过程中存在的易错点和不足,通过整理的方式将实验内容进行重新树立,在实际操作中给予解决。只有这样才能真正确保实验的有效性,培养学生创新操作的意识,提高学生创新操作的能力。

二、体现实验集体性,开展合作创新

初中实验教学过程中,实验操作是一种集体性的行为,要在集体合作中开展合作创新,共同解决实际问题,只有这样才能发挥实验教学的价值。初中阶段接触到的实验内容虽然比较简单,单纯依靠死记硬背也可以快速掌握实验的原理和步骤,但对初中生来讲实验的操作和内容的理解还需要以合作的方式进行。学生个体在实验的过程中容易出现一些问题,因此在指导过程中教师应注重集体性实验,开展合作探究与创新。结合初中物理实验的教学实际,教师在教学过程中应组织学生以小组为单位开展物理实验操作,促使学生在操作的过程中分析问题、解决问题,开展合作与创新。以小组为单位进行物理实验可以让学生之间做好内部分工,一人负责操作实验,其他人分别负责记录实验数据、分析实验数据、讨论实验数据与实验原理等。在合作学习的过程中,有的学生在操作能力方面比较强,但数据分析整理能力弱,有的学生操作能力弱但记忆能力强、逻辑思维好,因此分工合作的学习方式可以起到互补长短的作用,实现共同操作,合作创新的目标。此外,在合作实验过程中,学生对于实验的理解存在一些差异。这些差异如果由教师负责解析很难进行完全覆盖。这主要是因为学生的问题存在重复性,教师不可能在实验过程中完成教育教学全覆盖。因此在面对这些问题时,教师可以组织学生集体讨论,将实验过程中的问题“摆”在明面上,让学生在组内进行初步的讨论。通过这种方式,学生在组内可以解决物理实验过程中遇到的共性问题,对于小组无法完成的问题则可以与教师进行讨论和分析。由此可见,这种集体性的教学活动能够培养学生的创新意识,也能够增加师生之间交流的机会,实现全员互动合作的实验教学局面。

三、引发实验趣味性,激发创新思维

实验具有很强的趣味性,其主要在于实验过程体现了一种变化,这种变化对学生有新奇感。因此,在实验教学过程中教师应注重突出实验趣味性的特征,通过趣味性激发学生的创新思维和意识,帮助学生完成实验的学习任务。此外实验趣味性也让学生有了主动参与的意愿,在参与过程中激发了学生主动思考、主动讨论的意识,有利于在趣味性实验中激发学生的创新、创造思维。结合初中物理教学实践,教师在教学过程中应注重实验趣味性的设计,挖掘实验的趣味性内容,帮助学生进行思维的创新,提升学生应用物理知识和原理的内容。开展具有趣味性的实验教学应坚持学以致用的理念,将物理实验与学生生活常见的现象融合在一起,通过实验生活化、实验应用化的方式让学生对物理实验有兴趣,对物理实验产生积极探索的求知欲望。以趣味实验“鸡蛋中的物理”为例,具体情况如下:鸡蛋刚刚煮熟从锅里捞起,虽然烫但可以忍受,为什么蛋壳水膜干后更烫?这个实验的内容看似简单但蕴含了丰富的实验原理。因此,教师要引导学生进行实验操作,通过实验操作的方式验证是否和实验的现象一致,实验现象完成以后要让学生进一步的讨论,实验的结果说明了什么样的实验原理,以及可以用哪些物理现象解释和说明这一问题。通过类似问题的设置,教师可以帮助学生在趣味物理实验中进行思考,在思考中进行分析,激发起学生的创新思维。

四、突出实验探索性,培养创新意识

实验具有很强的发散性,其实验过程的调整、实验器皿的变化都会造成实验现象的变化,因此在教学过程中教师应突出实验的探索性,让学生在实验过程中进行积极的创新创作,自行改变实验的条件并预设实验的结果。通过预设条件、生成结果的方式,教师可以培养学生的创新能力,促使他们在实验操作过程中增加探究兴趣和欲望。结合初中实验教学的特点,教师在教学过程中应为学生构建开放性的物理实验内容,在物理实验操作过程中鼓励学生积极进行预设与生成。教师要通过预设问题以及分析原理的方式,帮助学生讨论可能会产生的结果并对最终实验生成的结果进行验证,进而逐步培养学生的探索求知欲望,增强学生的创新意识。在开展物理实验的过程中,教师应结合实验的特点做好指导工作,帮助学生利用实验原理进行分析,包括小孔成像等多个实验在内都可以作为探索性实验进行指导,让学生自行根据教材的实验条件进行创新与调整,在调整过程中根据自己的理解讨论是否会出现对应的内容。如果结果与物理概念、实验现象统一则说明物理操作实验成功,反之如果不统一则需要学生进行思考:在实验过程中出现了哪些问题?是预设条件有问题,还是实验操作有问题?通过逐层分析、逐步探索的方式寻找实验的结果和答案,培养起学生的创新思维和意识,在实验探索中提升学生对知识的理解,让学生主动去求知,去提出自己的主张和建议,在实验中去验证。教师在初中物理实验指导过程中应突出实验的探索性,鼓励学生对实验的内容进行预设与生成,预设物理实验的条件并进行结果的分析,了解物理实验的变化和操作中存在的问题,以此培养起学生的创新思维和意识。在探索的过程中,物理实验的内容应保持开放性的特征,要为学生实验探索提供必要的帮助和扶持,鼓励学生主动去改变条件,分析实验结果,在探索过程中发现问题、解决问题。只有这样才能真正帮助学生完成物理内容的学习。

五、注重实验拓展性,开展创新实践

实验并不是只有在课堂上才能完成,在家里同样可以完成。因此,教师在指导学生实验学习过程中要积极地开拓学生的思维空间,鼓励学生开展家庭物理小实验,促使学生在实践中获得新知,进而提高他们的物理实验能力。结合初中物理实验的特点,物理教材中提供了很多家庭实验的内容,这些内容在以往的教学中都被人为地忽略或根本没有引起重视,没有起到应有的教育教学效果。基于学生创新意识培养和学生创新能力的要求,教师在初中物理实验教学过程中可以将课本中的家庭小实验进行指导,鼓励学生在家完成物理实验的内容。在教学过程中,教师也可以补充其他学生的家庭小实验内容供学生学习。在家庭中开展物理实验时,教师可以鼓励学生与家长一起合作开展实验操作,学生负责设计物理实验内容、操作实验并说明实验过程和原理,家长负责录制学生的实验过程并将实验内容上传到学校的内网或家校共建群当中,通过分享的方式让学生感到受尊重。这种学习方式能够帮助学生更好地融入实验情境中,提升对物理学习兴趣,同时也让学生进行创新性实践,培养学生的创新思维意识。此外,在家庭物理实验教学过程中,教师要给予学生积极的帮助和扶持,可以将学生家庭的实验随机选择1-2个在课堂上进行展示,让学生可以看到其他人在家庭实验中的内容并完成交流认识,在学习其他人优秀经验的同时在班级内形成家庭物理实验良好的学习创新氛围。在家庭实验中,教师也可以鼓励学生通过网络等多种渠道搜集和整理更多符合初中生阶段的物理实验,让学生在实验过程中了解物理知识的应用场景和特征,在实验过程中进一步培养学生的创新创造意识,让家庭实验真正成为学生创新的主阵地。在初中物理实验教学的过程中,教师要做好实验教学调整和优化工作,让学生主动参与其中,对实验内容进行记录、分析和操作,通过不断指导的方式提高学生的创新能力,帮助学生在实验过程中发展自身水平,培养学生物理学科核心素养。

作者:刘兴昌 单位:甘肃省古浪县大靖初级中学

初中物理实验教学及学生创新能力培养

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